Lowry entdeckte 1898 bei Nitro- d -Campher die Änderung des optischen Drehwinkels mit Zeit und führte den Begriff der Mutarotation ein um dieses Phänomen zu beschreiben.
1906 wurde Lowry Dozent der Chemie am Westminster Training College . 1912 ging er an die Guy's Hospital Medical School wo er 1913 Leiter der chemischen Abteilung und erster der Chemie in einer Londoner Medical School wurde. 1914 wählte man ihn zum Mitglied der Royal Society 1920 wurde er der erste Lehrstuhlinhaber für Physikalische Chemie an der Universität Cambridge .
Er studierte die Veränderung der Optischen die durch säure - und basen katalysierte Reaktionen bei Campher - Derivaten verursacht werden was ihn 1923 zu seiner Definition einer Säure - Base -Theorie brachte die er unabhängig von dergleichen Johannes Nicolaus Brønsteds im selben Jahr veröffentlichte. (Heute bekannt Säure-Base-Definition nach Brønsted und Lowry)
Bis zum Ende seines Lebens blieb Lowry in Cambridge.